JP2006283650A - Fuel injection quantity control device and fuel injection quantity control method - Google Patents

Fuel injection quantity control device and fuel injection quantity control method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection control device for an internal combustion engine capable of effectively preventing deterioration of exhaust emission while securing good startability at a time of start of the internal combustion engine. <P>SOLUTION: This device is provided with a combustion existence determination means determining whether injected fuel normally burns or not, a residual fuel quantity estimation means estimating residual fuel quantity remaining in a cylinder without burning out of fuel injection quantity injected in the cylinder for the cylinder in which the combustion existence determination means determines that fuel normally burns, and a fuel injection quantity correction means correcting fuel injection quantity of next injection based on residual fuel quantity estimated by the residual fuel quantity estimation means for the cylinder in which the combustion existence determination means does nit determine that fuel normally burns. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関(エンジン)の燃料噴射制御装置に係り、特に、内燃機関始動時の始動性の向上やエミッション悪化の防止を図るため、内燃機関始動時の燃料噴射量を適切に補正する燃料噴射制御装置に関する。   The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine (engine), and particularly corrects the fuel injection amount at the start of the internal combustion engine in order to improve the startability at the start of the internal combustion engine and prevent emission deterioration. The present invention relates to a fuel injection control device.

従来から、エンジン内に噴射供給されるインジェクタからの燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置において、リーンリミットに接近した空燃比によってエンジンを運転することが可能とし、NOxの排出量を低減することを課題として、エンジンに燃焼室内の燃焼状態を検出する燃焼モニタセンサを設け、この燃焼モニタセンサからの燃焼状態検出信号を入力して判定値を算出し、算出した判定値に応じてインジェクタの燃料噴射量を補正制御する制御手段を設ける技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開07−42592号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, in a fuel injection amount control device that controls the amount of fuel injected from an injector that is injected into an engine, the engine can be operated with an air-fuel ratio approaching a lean limit, and the amount of NOx emissions is reduced. The engine is provided with a combustion monitor sensor for detecting the combustion state in the combustion chamber, and a determination value is calculated by inputting a combustion state detection signal from the combustion monitor sensor, and the injector is detected according to the calculated determination value. A technique for providing a control means for correcting and controlling the fuel injection amount is known (for example, see Patent Document 1).
JP 07-42592 A

一般的に、エンジン始動時には、スターターによるクランキングと共に、全ての気筒に対して、クランク角との同期を考慮することなく燃料が噴射され、全ての気筒において1回ずつ吸気行程が実行された後に、クランク角と同期して、複数の気筒のそれぞれに所定の順序で燃料を噴射される。   In general, when starting the engine, together with cranking by the starter, fuel is injected into all cylinders without considering the synchronization with the crank angle, and after the intake stroke is executed once for all the cylinders In synchronism with the crank angle, fuel is injected into each of the plurality of cylinders in a predetermined order.

ところで、かかるエンジン始動時において、特に極低温時や燃料が粗悪な場合に顕著であるが、噴射された燃料が気筒内で正常に燃えないことがある。かかる場合、噴射された燃料の一部はその後の排気行程で吹き抜けて排出されるものの、残部がそのまま気筒内に残留燃料として残留することになる。   By the way, at the time of starting the engine, particularly when the temperature is extremely low or when the fuel is inferior, the injected fuel may not burn normally in the cylinder. In such a case, a part of the injected fuel is blown through and discharged in the subsequent exhaust stroke, but the remaining part remains in the cylinder as residual fuel.

しかしながら、従来では、噴射された燃料が気筒内で正常に燃えない場合でも、当該気筒に対する次の燃料噴射量は、上述のような残留燃料が考慮されることなく通常通り決定されるので、残留燃料(及びその累積)に起因して燃料のオーバーリッチ化を招き、その結果、内燃機関の始動性の悪化や排気エミッションの悪化を招く可能性がある。   However, conventionally, even when the injected fuel does not burn normally in the cylinder, the next fuel injection amount for the cylinder is determined as usual without considering the residual fuel as described above. Due to the fuel (and its accumulation), the fuel may become over-rich, and as a result, the startability of the internal combustion engine and the exhaust emission may be deteriorated.

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の始動時に優れた始動性を確保しつつ、排気エミッションの悪化を効果的に防止できる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a fuel injection control device for an internal combustion engine that can effectively prevent deterioration of exhaust emission while ensuring excellent startability when the internal combustion engine is started. For the purpose.

上記目的を達成するため、本発明によれば、噴射した燃料が正常に燃えたか否かを判定する燃焼有無判定手段と、
燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対して、該気筒に噴射した燃料噴射量のうち当該気筒内に燃えずに残留する残留燃料量を推定する残留燃料量推定手段と、
燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の燃料噴射量を、前記残留燃料量推定手段により推定された残留燃料量に基づいて補正する燃料噴射量補正手段と、を備えることを特徴とする燃料噴射量制御装置が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, combustion presence / absence determining means for determining whether or not the injected fuel burned normally,
A residual fuel amount estimating means for estimating a residual fuel amount remaining in the cylinder without burning, out of the fuel injection amount injected into the cylinder, with respect to a cylinder in which fuel is not normally determined by the combustion presence / absence determining means;
Fuel injection amount correction means for correcting the next fuel injection amount for the cylinder that is not determined to be normally burned by the combustion presence / absence determination means based on the residual fuel amount estimated by the residual fuel amount estimation means. A fuel injection amount control device is provided.

本発明において、燃料噴射量制御装置は、内燃機関始動時に、噴射した燃料量を記憶すると共に、燃料を噴射した気筒の点火直後の機関回転数NEの上昇率及び/又は所定クランク時間を測定する手段を更に備え、
前記燃焼有無判定手段は、前記上昇率及び/又は所定クランク時間に基づいて、噴射した燃料が正常に燃えたか否かを判定するものであってよい。前記残留燃料量推定手段は、排気行程で気筒内から吹き抜ける燃料量を推定する吹き抜け燃料量推定手段を備え、該吹き抜け燃料量と燃料噴射量とから前記残留燃料量を推定するものであってよい。また、前記吹き抜け燃料量推定手段は、機関回転数NEに応じて変化する吹き抜け燃料量を推定するものであってよい。また、前記吹き抜け燃料量推定手段は、少なくとも機関回転数NEをパラメータとして、予め定められたマップに基づいて、前記吹き抜け燃料量を推定するものであってよい。また、前記燃焼有無判定手段は、スターターによるクランキング時には、予め設定したクランキングによる機関回転数NEの所定閾値と比較して、測定された機関回転数NEの上昇率が所定基準以上高い場合に、燃料が正常に燃えたと判定するものであってよい。また、前記燃焼有無判定手段は、スターターによるクランキング後には、点火直前の所定クランク時間と点火直後の同クランク時間とを比較して、点火直後の同クランク時間の方が短い場合、燃料が正常に燃えたと判定するものであってよい。前記所定閾値は、スターターによるクランキングのみの機関回転数NEの上昇率に対応するものであってよい。前記所定閾値は、エンジン水温、及び/又は、スターターの電力源となるバッテリの状態に応じて補正されるものであってよい。
In the present invention, when the internal combustion engine is started, the fuel injection amount control device stores the injected fuel amount, and measures the rate of increase of the engine speed NE and / or the predetermined crank time immediately after ignition of the cylinder in which the fuel is injected. Further comprising means,
The combustion presence / absence determining means may determine whether or not the injected fuel has burned normally based on the rate of increase and / or a predetermined crank time. The residual fuel amount estimation means may comprise blow-by fuel amount estimation means for estimating the amount of fuel blown out from the cylinder in the exhaust stroke, and estimate the residual fuel amount from the blow-through fuel amount and the fuel injection amount. . Further, the blow-by fuel amount estimating means may estimate a blow-by fuel amount that changes according to the engine speed NE. The blow-by fuel amount estimation means may estimate the blow-by fuel amount based on a predetermined map using at least the engine speed NE as a parameter. Further, the combustion presence / absence determining means, when cranking by the starter, when the increase rate of the measured engine speed NE is higher than a predetermined reference as compared with a predetermined threshold value of the engine speed NE by cranking set in advance. It may be determined that the fuel has burned normally. In addition, after the cranking by the starter, the combustion presence / absence determining means compares the predetermined crank time immediately before ignition with the crank time immediately after ignition, and if the crank time immediately after ignition is shorter, the fuel is normal. It may be determined to have burned. The predetermined threshold value may correspond to an increase rate of the engine speed NE for only cranking by a starter. The predetermined threshold value may be corrected according to the engine water temperature and / or the state of a battery serving as a power source for the starter.

また、本発明によれば、噴射した燃料が正常に燃えたか否かを判定するステップと、
燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対して、該気筒に噴射した燃料噴射量のうち当該気筒内に燃えずに残留する残留燃料量を推定するステップと、
燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の燃料噴射量を、前記残留燃料量推定手段により推定された残留燃料量に基づいて補正するステップと、を備えることを特徴とする燃料噴射量制御方法が提供される。
Moreover, according to the present invention, the step of determining whether or not the injected fuel has burned normally;
Estimating a residual fuel amount remaining in the cylinder without burning among the fuel injection amount injected into the cylinder for a cylinder that is not determined to be normally burned by the combustion presence / absence determining means;
Correcting the next fuel injection amount for the cylinder, which is not determined to be normally burned by the combustion presence / absence determining means, based on the residual fuel amount estimated by the residual fuel amount estimating means. A fuel injection amount control method is provided.

以上の通り本発明によれば、内燃機関の始動時に優れた始動性を確保しつつ、排気エミッションの悪化を効果的に防止できる内燃機関の燃料噴射制御装置を得ることができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a fuel injection control device for an internal combustion engine that can effectively prevent deterioration of exhaust emission while ensuring excellent startability when starting the internal combustion engine.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の燃料噴射制御装置が適用される内燃機関10の一実施例のシステム構成図を示す。図2は、クランク角センサプレート24の一実施例を示す図である。   FIG. 1 shows a system configuration diagram of an embodiment of an internal combustion engine 10 to which a fuel injection control device of the present invention is applied. FIG. 2 is a view showing an embodiment of the crank angle sensor plate 24.

内燃機関10は、電子制御ユニット12(以下、エンジンECU12と称す)によって制御される。エンジンECU12は、マイクロコンピュータによって構成されており、例えば、制御プログラムを格納するROM、演算結果等を格納する読書き可能なRAM、タイマ、カウンタ、入力インターフェイス、及び出力インターフェイス等を有する。   The internal combustion engine 10 is controlled by an electronic control unit 12 (hereinafter referred to as an engine ECU 12). The engine ECU 12 is configured by a microcomputer and includes, for example, a ROM for storing a control program, a readable / writable RAM for storing calculation results, a timer, a counter, an input interface, an output interface, and the like.

内燃機関10は、シリンダブロック14を備えている。シリンダブロック14の壁中には、ウォータジャケット16が形成されている。シリンダブロック14の内部には、ピストン18およびコンロッド20が収納されている。コンロッド20には、クランクシャフト22が連結されている。   The internal combustion engine 10 includes a cylinder block 14. A water jacket 16 is formed in the wall of the cylinder block 14. A piston 18 and a connecting rod 20 are housed inside the cylinder block 14. A crankshaft 22 is connected to the connecting rod 20.

内燃機関10は、6気筒式の内燃機関である。6つの気筒は、ピストン18の移動位相に基づいて3つのグループに分類される。以下、♯1気筒および♯6気筒を第1グループと、♯2気筒と♯5気筒を第2グループと、また、♯3気筒と♯4気筒を第3グループと称す。内燃機関10は、同一のグループに属するピストン18が同一の位相で移動するように構成されていると共に、異なるグループに属するピストン18が、互いに2π/3ずつ位相を異ならせて移動するように構成されている。また、内燃機関10は、同一のグループに属する気筒において、互いに360°CAの位相差を保って、吸気行程、圧縮行程、爆発(膨張)行程、および、排気行程が実行されるように構成されている。   The internal combustion engine 10 is a 6-cylinder internal combustion engine. The six cylinders are classified into three groups based on the movement phase of the piston 18. Hereinafter, the # 1 and # 6 cylinders are referred to as a first group, the # 2 and # 5 cylinders are referred to as a second group, and the # 3 and # 4 cylinders are referred to as a third group. The internal combustion engine 10 is configured such that the pistons 18 belonging to the same group move with the same phase, and the pistons 18 belonging to different groups move with a phase difference of 2π / 3 from each other. Has been. Further, the internal combustion engine 10 is configured so that the intake stroke, the compression stroke, the explosion (expansion) stroke, and the exhaust stroke are executed while maintaining a phase difference of 360 ° CA among the cylinders belonging to the same group. ing.

クランクシャフト22には、クランク角センサプレート24(図2参照)が固定されている。クランク角センサプレート24の外周には、図2に示すように、歯部26と欠歯部28とが形成されている。歯部26には、所定間隔毎に複数の歯30が形成されている。一方、欠歯部28には、所定長に渡って歯30が形成されていない。   A crank angle sensor plate 24 (see FIG. 2) is fixed to the crankshaft 22. As shown in FIG. 2, a tooth portion 26 and a missing tooth portion 28 are formed on the outer periphery of the crank angle sensor plate 24. A plurality of teeth 30 are formed on the tooth portion 26 at predetermined intervals. On the other hand, the teeth 30 are not formed in the missing tooth portion 28 over a predetermined length.

クランク角センサプレート24の近傍には、図1に示すように、その外周面と対向する位置に、ピックアップセンサ32が配設されている。クランク角センサプレート24が回転すると、クランク角センサプレート24の歯30がピックアップセンサ32に繰り返し近接し、離間する。ピックアップセンサ32は、歯30の近接・離間に合わせてパルス信号を出力する。以下、クランク角センサプレート24とピックアップセンサ32とを合わせてクランク角センサ34と称す。エンジンECU12は、クランク角センサ34の出力信号に基づいて内燃機関10の回転数(以下、機関回転数NEと称す)を検出する。   As shown in FIG. 1, a pickup sensor 32 is disposed in the vicinity of the crank angle sensor plate 24 at a position facing the outer peripheral surface thereof. When the crank angle sensor plate 24 rotates, the teeth 30 of the crank angle sensor plate 24 repeatedly approach and separate from the pickup sensor 32. The pickup sensor 32 outputs a pulse signal in accordance with the proximity and separation of the teeth 30. Hereinafter, the crank angle sensor plate 24 and the pickup sensor 32 are collectively referred to as a crank angle sensor 34. The engine ECU 12 detects the rotational speed of the internal combustion engine 10 (hereinafter referred to as engine rotational speed NE) based on the output signal of the crank angle sensor 34.

クランク角センサ34は、ピックアップセンサ32が歯部26と対向している場合には、クランクシャフト22が10°CA回転する毎に1つのパルス信号を出力する(図3(B)参照)。以下、この信号をクランク角信号と称す。また、クランク角センサ34は、ピックアップセンサ32が欠歯部28と対向する前後では、クランク角信号が出力された後、クランクシャフト22が30°CA回転した時点で新たなパルス信号を出力する。以下、この信号を欠歯信号と称す。クランク角センサ34は、クランク角が、♯1気筒のピストン18または♯6気筒のピストン18が上死点(TDC)に到達する以前150°(以下、このクランク角を150°BTDCと称す)に到達した時点で欠歯信号を出力するように構成されている。   When the pickup sensor 32 faces the tooth portion 26, the crank angle sensor 34 outputs one pulse signal every time the crankshaft 22 rotates by 10 ° CA (see FIG. 3B). Hereinafter, this signal is referred to as a crank angle signal. The crank angle sensor 34 outputs a new pulse signal when the crankshaft 22 rotates 30 ° CA after the crank angle signal is output before and after the pickup sensor 32 is opposed to the toothless portion 28. Hereinafter, this signal is referred to as a missing tooth signal. The crank angle sensor 34 has a crank angle of 150 ° (hereinafter, this crank angle is referred to as 150 ° BTDC) before the piston 18 of the # 1 cylinder or the piston 18 of the # 6 cylinder reaches the top dead center (TDC). It is configured to output a missing tooth signal when it arrives.

シリンダブロック14の壁面には、水温センサ36が配設されている。水温センサ36は、ウォータジャケット16の内部を流れる冷却水の温度に応じた電気信号を出力する。水温センサ36の出力信号はエンジンECU12に供給されている。エンジンECU12は、水温センサ36の出力信号に基づいて、冷却水温THWを検出する。   A water temperature sensor 36 is disposed on the wall surface of the cylinder block 14. The water temperature sensor 36 outputs an electrical signal corresponding to the temperature of the cooling water flowing inside the water jacket 16. The output signal of the water temperature sensor 36 is supplied to the engine ECU 12. The engine ECU 12 detects the cooling water temperature THW based on the output signal of the water temperature sensor 36.

シリンダブロック14の上部には、シリンダヘッド38が固定されている。シリンダヘッド38とピストン18との間には、燃焼室40が形成されている。シリンダヘッド38には、燃焼室40に連通する吸気ポートおよび排気ポートが形成されている。また、シリンダヘッド38には、吸気ポートを開閉する吸気弁46、排気ポートを開閉する排気弁48、および、その先端部を燃焼室40に露出させた点火プラグ50が組み込まれている。   A cylinder head 38 is fixed to the upper part of the cylinder block 14. A combustion chamber 40 is formed between the cylinder head 38 and the piston 18. An intake port and an exhaust port communicating with the combustion chamber 40 are formed in the cylinder head 38. The cylinder head 38 also incorporates an intake valve 46 that opens and closes the intake port, an exhaust valve 48 that opens and closes the exhaust port, and a spark plug 50 whose tip is exposed to the combustion chamber 40.

点火プラグ50には、イグナイタ52が接続されている。また、イグナイタ52には、エンジンECU12が接続されている。エンジンECU12は、何れかの気筒で点火を行うべき時期に、イグナイタ52に対して点火信号を供給する。イグナイタ52は、エンジンECU12から点火信号が供給される時期と同期して、第1グループに属する気筒に点火すべき場合は♯1気筒および♯6気筒の点火プラグ50に、第2グループに属する気筒に点火すべき場合は♯2気筒および♯5気筒が備える点火プラグ50に、また、第3グループに属する気筒に点火すべき場合は♯3気筒および♯4気筒が備える点火プラグ50に高圧の点火信号を供給する。   An igniter 52 is connected to the spark plug 50. An engine ECU 12 is connected to the igniter 52. The engine ECU 12 supplies an ignition signal to the igniter 52 at a timing when ignition is to be performed in any cylinder. The igniter 52 synchronizes with the timing at which the ignition signal is supplied from the engine ECU 12, and in the case where the cylinders belonging to the first group are to be ignited, the ignition plugs 50 of the # 1 and # 6 cylinders and High pressure is applied to the spark plugs 50 provided in the # 2 cylinder and the # 5 cylinder when ignition is to be performed, and the ignition plugs 50 provided to the cylinders # 3 and # 4 when ignition is to be performed for the cylinders belonging to the third group. Supply signal.

シリンダヘッド38の内部には、吸気弁46を駆動するためのカムシャフト54、および、排気弁48を駆動するためのカムシャフト56が配設されている。カムシャフト54,56は、図示しないタイミングベルトを介してクランクシャフト22と連結されており、クランクシャフト22の1/2の回転速度で回転する。カムシャフト54,56には、各気筒の吸気弁46および排気弁48を適当なタイミングで開閉させるためのカムが形成されている。各気筒の吸気弁46および排気弁48は、カムシャフト54,56が1回転する毎に、すなわち、内燃機関10のクランク角が720°変化する毎に1回の開閉動作を行う。   A camshaft 54 for driving the intake valve 46 and a camshaft 56 for driving the exhaust valve 48 are disposed inside the cylinder head 38. The camshafts 54 and 56 are connected to the crankshaft 22 via a timing belt (not shown), and rotate at a rotational speed that is 1/2 that of the crankshaft 22. Cams 54 and 56 are formed with cams for opening and closing the intake valve 46 and the exhaust valve 48 of each cylinder at an appropriate timing. The intake valve 46 and the exhaust valve 48 of each cylinder perform an opening / closing operation once every time the camshafts 54 and 56 make one rotation, that is, every time the crank angle of the internal combustion engine 10 changes by 720 °.

排気弁48を駆動するカムシャフト56には、カムポジションセンサ60が配設されている。カムポジションセンサ60は、カムシャフト56が1回転する間に1つのパルス信号を出力する。カムポジションセンサ60の出力信号は、エンジンECU12に供給されている。エンジンECU12は、カムポジションセンサ60の出力信号、および、クランク角センサ34の出力信号に基づいて、内燃機関10のクランク角を検出する。   A cam position sensor 60 is disposed on the camshaft 56 that drives the exhaust valve 48. The cam position sensor 60 outputs one pulse signal while the camshaft 56 makes one rotation. An output signal from the cam position sensor 60 is supplied to the engine ECU 12. The engine ECU 12 detects the crank angle of the internal combustion engine 10 based on the output signal of the cam position sensor 60 and the output signal of the crank angle sensor 34.

内燃機関10の吸気ポートには、吸気マニホールド64が連通している。吸気マニホールド64には、インジェクタ66が配設されている。インジェクタ66には、図示しない燃料パイプを介して燃料が供給されている。インジェクタ66は、エンジンECU12から駆動信号が供給される期間だけ開弁状態となり吸気ポート64に燃料を噴射する。   An intake manifold 64 communicates with the intake port of the internal combustion engine 10. An injector 66 is disposed in the intake manifold 64. Fuel is supplied to the injector 66 via a fuel pipe (not shown). The injector 66 is opened only during a period when a drive signal is supplied from the engine ECU 12 and injects fuel into the intake port 64.

吸気マニホールド64は、吸気管70に連通している。吸気管70の内部には、アクセルペダルと連動して作動するスロットルバルブ72が配設されている。スロットルバルブ72の近傍には、スロットルバルブ72の開度に応じた電気信号を出力するスロットルセンサ74が配設されている。   The intake manifold 64 communicates with the intake pipe 70. A throttle valve 72 that operates in conjunction with an accelerator pedal is disposed inside the intake pipe 70. In the vicinity of the throttle valve 72, a throttle sensor 74 that outputs an electrical signal corresponding to the opening of the throttle valve 72 is disposed.

吸気管70には、エアフロメータ76が設けられる。エアフロメータ76は、エアフィルタ79を通過して、その内部を流通する空気の質量重量に応じた電気信号を出力する。図示のエアフロメータ76は、ホットワイヤ式のエアフロメータであり、吸気管70を流通する空気の温度を検出する吸気温センサ69を内蔵する。吸気温センサ69の出力信号はエンジンECU12に供給されている。エンジンECU12は、吸気温センサ69の出力信号に基づいて、内燃機関10に吸入される空気の温度、すなわち、吸気温THAを検出する。   The intake pipe 70 is provided with an air flow meter 76. The air flow meter 76 passes through the air filter 79 and outputs an electrical signal corresponding to the mass weight of the air flowing through the air filter 79. The illustrated air flow meter 76 is a hot wire type air flow meter and incorporates an intake air temperature sensor 69 that detects the temperature of the air flowing through the intake pipe 70. An output signal of the intake air temperature sensor 69 is supplied to the engine ECU 12. Based on the output signal of the intake air temperature sensor 69, the engine ECU 12 detects the temperature of the air taken into the internal combustion engine 10, that is, the intake air temperature THA.

内燃機関10の排気ポートには、排気マニホールド78が連通している。排気マニホールド78には、O2 センサ77が配設されている。O2 センサ77は、排気マニホールド78の内部を流通する排気ガス中の酸素濃度に応じた電気信号を出力する。   An exhaust manifold 78 communicates with the exhaust port of the internal combustion engine 10. An O2 sensor 77 is disposed on the exhaust manifold 78. The O2 sensor 77 outputs an electrical signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas flowing through the exhaust manifold 78.

エンジンECU12には、内燃機関10のクランキング始動を実現するスターター80が接続される。例えば車室内に設定され、ユーザにより操作可能なスタートスイッチ88からON信号が入力されると、エンジンECU12は、スターターリレー84に信号を送り、スタータモータ86を駆動させる。尚、本発明は、特にこのようなスターター80の構成に限定されるものでなく、例えばスタートスイッチ88ではなくユーザがイグニションキーを回すことで起動されるタイプのスターターに対しても適用可能である。   The engine ECU 12 is connected to a starter 80 that realizes cranking start of the internal combustion engine 10. For example, when an ON signal is input from a start switch 88 set in the passenger compartment and operable by the user, the engine ECU 12 sends a signal to the starter relay 84 to drive the starter motor 86. The present invention is not particularly limited to such a configuration of the starter 80. For example, the present invention can be applied to a starter that is activated by a user turning an ignition key instead of the start switch 88. .

上述の如く、エンジンECU12は、カムポジションセンサ60の出力信号、および、クランク角センサ34の出力信号に基づいて内燃機関10のクランク角を検出する。また、エンジンECU12は、内燃機関10のクランク角に基づいて、♯1気筒〜♯6気筒に対して燃料を噴射する時期を制御する。   As described above, the engine ECU 12 detects the crank angle of the internal combustion engine 10 based on the output signal of the cam position sensor 60 and the output signal of the crank angle sensor 34. Further, the engine ECU 12 controls the timing for injecting fuel to the # 1 cylinder to the # 6 cylinder based on the crank angle of the internal combustion engine 10.

図3(A)および図3(B)は、それぞれ、カムポジションセンサ60の出力信号の変化、および、クランク角センサ34の出力信号の変化を示す。エンジンECU12は、クランク角センサ34から、クランク角が10°変化する毎に出力されるクランク角信号を分周して、欠歯信号と同様に、クランク角が30°変化する毎に発生する信号を生成する。以下、この信号と欠歯信号とを総称して30°CA信号と称す。本実施例において、内燃機関10の燃料噴射時期の制御は、この30°CA信号に基づいて実行される。   3A and 3B show changes in the output signal of the cam position sensor 60 and changes in the output signal of the crank angle sensor 34, respectively. The engine ECU 12 divides the crank angle signal output from the crank angle sensor 34 every time the crank angle changes by 10 °, and a signal generated every time the crank angle changes by 30 °, similarly to the missing tooth signal. Is generated. Hereinafter, this signal and the missing tooth signal are collectively referred to as a 30 ° CA signal. In this embodiment, control of the fuel injection timing of the internal combustion engine 10 is executed based on this 30 ° CA signal.

上述の如く、クランク角センサ34は、クランク角が150°BTDCに到達した時点で欠歯信号を出力する。従って、エンジンECU12は、クランク角センサ34から欠歯信号が供給された時点で、クランク角が150°BTDCに到達していると判断することができる。そして、エンジンECU12は、欠歯信号が検出された後、5つの30°CA信号が検出された時点で、クランク角が、♯1気筒および♯6気筒のピストン18を上死点TDCに到達させる角度に達したと判断することができる。   As described above, the crank angle sensor 34 outputs a missing tooth signal when the crank angle reaches 150 ° BTDC. Therefore, the engine ECU 12 can determine that the crank angle has reached 150 ° BTDC when the missing tooth signal is supplied from the crank angle sensor 34. Then, after detecting the missing tooth signal, the engine ECU 12 causes the pistons 18 of the # 1 and # 6 cylinders to reach the top dead center TDC when the five 30 ° CA signals are detected. It can be determined that the angle has been reached.

尚、以下の記載においては、クランク角が150°BTDCに到達する時点で検出される30°CA信号(すなわち、欠歯信号)、および、♯1気筒および♯6気筒のピストン18がTDCに到達する時点で検出される30°CA信号を、図3(B)に示す如く、それぞれ、「150°BTDC信号」および「360°CA信号」と称す。   In the following description, the 30 ° CA signal (that is, the missing tooth signal) detected when the crank angle reaches 150 ° BTDC, and the pistons 18 of the # 1 and # 6 cylinders reach TDC. The 30 ° CA signal detected at this time is referred to as “150 ° BTDC signal” and “360 ° CA signal”, respectively, as shown in FIG.

カムポジションセンサ60は、上述の如く、クランク角が720°変化する毎に1回のパルス信号を出力する。以下、この信号を「720°CA信号」と称す。本実施例において、カムポジションセンサ60は、そのパルス信号を、図3(A)および図3(B)に示す如く、360°CA信号が出力される時期と同期して出力する。   As described above, the cam position sensor 60 outputs a pulse signal once every time the crank angle changes by 720 °. Hereinafter, this signal is referred to as a “720 ° CA signal”. In this embodiment, the cam position sensor 60 outputs the pulse signal in synchronism with the time when the 360 ° CA signal is output, as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B).

内燃機関10は、♯1気筒のピストン18が圧縮行程を実行しつつTDCに到達した時点で、すなわち、♯6気筒のピストン18が吸気行程を開始しつつTDCに到達した時点で、カムポジションセンサ60から「720°CA信号」が出力されるように構成されている。従って、内燃機関10においては、360°CA信号と720°CA信号とがほぼ同時に検出される場合には、♯1気筒のピストン18が圧縮行程におけるTDC(以下、この位置を圧縮TDCと称す)に到達しており、かつ、♯6気筒のピストン18が吸気行程におけるTDC(以下、この位置を吸気TDC)に到達していると判断することができる。また、内燃機関10においては、360°CA信号が単独で検出された場合は、♯1気筒のピストン18が吸気TDCに到達しており、かつ、♯6気筒のピストン18が圧縮TDCに到達していると判断することができる。   The internal combustion engine 10 receives the cam position sensor when the # 1 cylinder piston 18 reaches the TDC while executing the compression stroke, that is, when the # 6 cylinder piston 18 reaches the TDC while starting the intake stroke. 60 is configured to output a “720 ° CA signal”. Therefore, in the internal combustion engine 10, when the 360 ° CA signal and the 720 ° CA signal are detected almost simultaneously, the piston 18 of the # 1 cylinder is TDC in the compression stroke (hereinafter, this position is referred to as compression TDC). It is possible to determine that the piston 18 of the # 6 cylinder has reached the TDC in the intake stroke (hereinafter, this position is the intake TDC). Further, in the internal combustion engine 10, when the 360 ° CA signal is detected independently, the piston 18 of the # 1 cylinder has reached the intake TDC, and the piston 18 of the # 6 cylinder has reached the compression TDC. Can be determined.

内燃機関10が備える6つの気筒では、所定の順序で、クランク角が2π/3変化する毎に、順次同一の行程が実行される。具体的には、例えば、♯1気筒で吸気行程が開始されると、その後、クランク角が2π/3だけ変化する毎に、順次♯1→♯5→♯3→♯6→♯2→♯4→♯1の順で吸気行程が開始される。このため、♯1気筒のピストン18、または、♯6気筒のピストンが吸気TDCに位置することが検出できれば、その時点で他の気筒が如何なる状態にあるか、および、その後クランク角の変化に伴って他の気筒の状態がどのように変化するかを正確に把握することが可能である。従って、エンジンECU12は、内燃機関10のクランキングが開始された後、♯1気筒のピストン18または♯6気筒のピストンが吸気TDCに位置することが検出できた時点で、すなわち、内燃機関10のクランキングが開始された後、360°CA信号が始めて検出された時点で、全ての気筒の状態を把握することができる。   In the six cylinders included in the internal combustion engine 10, the same stroke is sequentially executed every time the crank angle changes by 2π / 3 in a predetermined order. Specifically, for example, when the intake stroke is started in the # 1 cylinder, thereafter, every time the crank angle changes by 2π / 3, # 1 → # 5 → # 3 → # 6 → # 2 → # The intake stroke is started in the order of 4 → # 1. Therefore, if it can be detected that the piston 18 of the # 1 cylinder or the piston of the # 6 cylinder is located in the intake TDC, the state of the other cylinders at that time and the change in the crank angle thereafter. Thus, it is possible to accurately grasp how the states of other cylinders change. Therefore, the engine ECU 12 can detect that the piston 18 of the # 1 cylinder or the piston of the # 6 cylinder is located in the intake TDC after cranking of the internal combustion engine 10 is started, that is, the internal combustion engine 10. At the time when the 360 ° CA signal is detected for the first time after the cranking is started, the states of all the cylinders can be grasped.

次に、図4以降を参照して、上述のような内燃機関10の始動時において実行される燃料噴射制御の特徴的な構成について説明する。   Next, a characteristic configuration of the fuel injection control that is executed when the internal combustion engine 10 is started will be described with reference to FIG.

図4は、本実施例のエンジンECU12により実現されるエンジン始動時における主要処理の流れを示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing a flow of main processing at the time of engine start realized by the engine ECU 12 of the present embodiment.

先ず、ステップ100として、スタートスイッチ88からON信号が入力されると、エンジンECU12は、スターターリレー84に信号を送り、これにより、スタータモータ86がバッテリ90を電力源として駆動し、スターター80が始動される。   First, in step 100, when an ON signal is input from the start switch 88, the engine ECU 12 sends a signal to the starter relay 84, whereby the starter motor 86 drives the battery 90 as a power source, and the starter 80 starts. Is done.

エンジンECU12は、スターターリレー84に信号を送り続け、所定時間が経過するまで又は所定条件が満たされるまで、スターター80によるクランキングを維持する。このようにして、内燃機関10がクランキングによる慣性補助を受け、その間の上述のような燃料噴射・点火制御により内燃機関10が十分な機関回転数αに達すると、エンジンECU12は、エンジン完全作動開始(始動成功)と判定する。尚、以下では、前提として、エンジンECU12によりエンジン完全作動開始と判定されるまでの区間内で、スターターリレー84への信号出力が停止されるものとする。即ち、スタートスイッチ88からONにされてから、エンジンECU12によりエンジン完全作動開始と判定されるまで、スターター80によるクランキング期間と、スターター80によるクランキング後の内燃機関10による自力始動期間(非クランキング期間)とが存在するものとする。   The engine ECU 12 continues to send a signal to the starter relay 84 and maintains the cranking by the starter 80 until a predetermined time elapses or a predetermined condition is satisfied. In this way, when the internal combustion engine 10 receives inertial assistance by cranking and the internal combustion engine 10 reaches a sufficient engine speed α by the fuel injection / ignition control as described above, the engine ECU 12 operates the engine completely. The start (starting success) is determined. In the following, it is assumed that the signal output to the starter relay 84 is stopped within a period until the engine ECU 12 determines that the engine complete operation has started. That is, the cranking period by the starter 80 and the self-starting period by the internal combustion engine 10 after cranking by the starter 80 until the engine ECU 12 determines that the engine is fully started after the start switch 88 is turned on (non-cranking). Ranking period) exists.

具体的には、ステップ110においてクランキング期間であると判定された場合、ステップ200に進み、ステップ110においてクランキング期間が終了し、且つ、機関回転数NEが所定値αに満たないと判定された場合(ステップ120)、非クランキング期間であると判断されて、ステップ300に進む。   Specifically, if it is determined in step 110 that it is a cranking period, the process proceeds to step 200, and in step 110, it is determined that the cranking period ends and the engine speed NE is less than the predetermined value α. If (step 120), it is determined that it is a non-cranking period, and the process proceeds to step 300.

ステップ200では、エンジンECU12は、クランキング期間中の機関回転数NEの上昇特性を監視し、予め設定したクランキングによる機関回転数NEの所定閾値Thとの比較結果に基づいて、噴射した燃料が正常に燃えたか否かを判定する。   In step 200, the engine ECU 12 monitors the rising characteristic of the engine speed NE during the cranking period, and the injected fuel is determined based on the comparison result with the predetermined threshold value Th of the engine speed NE by the preset cranking. Determine if it burned normally.

図5は、クランキング期間中の機関回転数NEの上昇特性を示すグラフである。図5において実線にて示すように、噴射した燃料が正常に燃えている場合、機関回転数NEの上昇率は高く、上述の所定値α付近まで上昇するのに対して、噴射した燃料が正常に燃えていない場合、図5において波線にて示すように、機関回転数NEの上昇率は低く、上述の所定値α付近まで上昇しない。即ち、噴射した燃料が正常に燃えていない場合は、スターター80によるクランキングのみの機関回転数NEの上昇特性(以下、「非燃焼時上昇特性」という)が現れ、噴射した燃料が正常に燃えている場合、当該非燃焼時上昇特性に、燃料の燃焼により促進された機関回転数NEの上昇分が上乗せされた特性が現れる。   FIG. 5 is a graph showing an increase characteristic of the engine speed NE during the cranking period. As shown by the solid line in FIG. 5, when the injected fuel is normally burned, the rate of increase of the engine speed NE is high and increases to the vicinity of the predetermined value α, whereas the injected fuel is normal. When not burning, as indicated by the wavy line in FIG. 5, the rate of increase of the engine speed NE is low and does not increase to the vicinity of the predetermined value α. That is, when the injected fuel is not burned normally, an increase characteristic of the engine speed NE only by cranking by the starter 80 (hereinafter referred to as “non-combustion increase characteristic”) appears, and the injected fuel burns normally. In this case, a characteristic in which an increase in the engine speed NE promoted by fuel combustion is added to the non-combustion increase characteristic appears.

ここで、噴射した燃料が気筒内で正常に燃えない状況(いわゆる失火状況)は、典型的には、燃料の気化性が悪い極低温時や燃料が粗悪な場合に生じやすく、かかる状況では、噴射された燃料の一部はその後の排気行程で吹き抜けて排出されるものの、残部がそのまま気筒内に残留燃料として残留することになる。   Here, the situation in which the injected fuel does not burn properly in the cylinder (so-called misfire situation) is typically likely to occur at extremely low temperatures where fuel vaporization is poor or when the fuel is poor. A part of the injected fuel is blown out and discharged in the subsequent exhaust stroke, but the remaining part remains in the cylinder as residual fuel.

そこで、本ステップ200において、本実施例では、図5に示すような2つの上昇特性を切り分けることができる適切な閾値Thを設定し、クランキング期間中に測定された回転数の上昇率が所定閾値Thよりも大きい場合には、噴射した燃料が正常に燃えたとの判定がなされ、機関回転数NEの上昇率が所定閾値Thよりも小さい場合には、噴射した燃料が正常に燃えていないとの判定がなされる。尚、適切な所定閾値Thとしては、例えば、非燃焼時上昇特性曲線上の値そのものでも良いし、2つの特性を中間点を通る曲線上の点でもよい。前者の場合、クランキング期間中に測定された回転数の上昇率が非燃焼時上昇特性に対応するものである場合、噴射した燃料が正常に燃えていないとの判定がなされてよい。   Therefore, in this step 200, in the present embodiment, an appropriate threshold value Th that can distinguish between two rising characteristics as shown in FIG. 5 is set, and the rising rate of the rotational speed measured during the cranking period is predetermined. If it is greater than the threshold value Th, it is determined that the injected fuel has burned normally. If the rate of increase of the engine speed NE is smaller than the predetermined threshold value Th, the injected fuel has not burned normally. Is made. The appropriate predetermined threshold Th may be, for example, the value on the non-combustion rising characteristic curve itself, or may be a point on a curve passing through the middle point between the two characteristics. In the former case, if the rate of increase in the rotational speed measured during the cranking period corresponds to the non-combustion increase characteristic, it may be determined that the injected fuel is not burned normally.

そして、本ステップ200において、噴射した燃料が正常に燃えていないと判断した場合、ステップ500に進み、エンジンECU12は、燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の燃料噴射量を、残留燃料量に基づいて補正する。ここで、残留燃料量は、噴射した燃料量に対して、排気行程で吹き抜けて排出される吹き抜け燃料量を差し引くことで、理論的に求めることができる。但し、実際に制御中に吹き抜け燃料量を計測することは困難又は不能であるので、残留燃料量は、試験結果及び/又はシミュレーション結果に基づいて予め作成したマップに基づいて、推定することが望ましい。   If it is determined in step 200 that the injected fuel is not normally burned, the process proceeds to step 500 where the engine ECU 12 determines the next fuel injection amount for the cylinder that is not determined to have burned normally as the residual fuel amount. Correct based on Here, the residual fuel amount can be theoretically obtained by subtracting the amount of blown-through fuel discharged through the exhaust stroke from the amount of injected fuel. However, since it is difficult or impossible to measure the amount of blown fuel during actual control, it is desirable to estimate the residual fuel amount based on a map prepared in advance based on the test results and / or simulation results. .

図6は、機関回転数NEとの関係で作成された残留燃料量を求めるためのマップの一例である。この場合、図6に示すように、機関回転数NEの上昇と共に残留燃料量が減少していくマップが用いられてよい。或いは、機関回転数NE以外のパラメータ(例えば、時間遅れを考慮した吸入空気量等)をパラメータとして加えて、3次元以上のマップが作成されてもよい。   FIG. 6 is an example of a map for obtaining the residual fuel amount created in relation to the engine speed NE. In this case, as shown in FIG. 6, a map in which the residual fuel amount decreases as the engine speed NE increases may be used. Alternatively, a three-dimensional or higher map may be created by adding parameters other than the engine speed NE (for example, intake air amount considering time delay) as parameters.

例えば、ステップ500では、エンジンECU12は、燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の燃料噴射量を、通常時の燃料噴射量(燃料が正常に燃えたと判定された場合に予定されていた同気筒に対する燃料噴射量)から、上述のようにして求めた残留燃料量を差し引くことで導出する。ここで、次回とは、今回燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の噴射タイミングのみならず、クランキング期間中に内燃機関10が停止して、再びスタートスイッチ88からON信号が入力されるケースでは、その再始動時の初回の噴射タイミングをも含む。   For example, in step 500, the engine ECU 12 sets the next fuel injection amount for the cylinder that is not determined to have been burned normally as the normal fuel injection amount (when it is determined that the fuel has been burned normally). This is derived by subtracting the residual fuel amount obtained as described above from the fuel injection amount for the cylinder). Here, the next time refers not only to the next injection timing for a cylinder for which it is not determined that the fuel has burned normally this time, but also the internal combustion engine 10 stops during the cranking period, and the ON signal is input again from the start switch 88. In the case, the initial injection timing at the time of restart is also included.

このように本実施例によれば、今回の膨張行程で燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対して、次回の膨張行程に対して噴射される燃料の量が、推定した残留燃料量分だけ少なくされるので、結果として、次回の膨張行程において気筒内に封入される燃料の量は正規値となる。従って、本実施例によれば、膨張行程で燃料が正常に燃えない場合でも、残留燃料(及びその累積)に起因して燃料のオーバーリッチ化が生ずることがなく、優れた始動性を確保しつつ、エミッション悪化を防止することができる。   As described above, according to this embodiment, the amount of fuel injected for the next expansion stroke is equal to the estimated residual fuel amount with respect to the cylinder that is not determined to have burned normally in the current expansion stroke. As a result, the amount of fuel sealed in the cylinder in the next expansion stroke becomes a normal value. Therefore, according to the present embodiment, even when the fuel does not burn normally in the expansion stroke, the fuel is not over-rich due to the residual fuel (and its accumulation), and excellent startability is ensured. However, it is possible to prevent the emission from deteriorating.

尚、上記ステップ200において、今回の膨張行程で燃料が正常に燃えたと判定された気筒に対しては、次回の膨張行程に対して噴射される燃料の量が、残留燃料量に基づく補正がなされることなく決定される。   It should be noted that in the above step 200, for the cylinder that is determined to have burned normally in the current expansion stroke, the amount of fuel injected for the next expansion stroke is corrected based on the residual fuel amount. It is decided without.

図4に戻る。スターター80が停止されてクランキング期間が終了すると、エンジンECU12によりエンジン完全作動開始と判定されるまでの期間(非クランキング期間)、ステップ300の処理が実行される。   Returning to FIG. When the starter 80 is stopped and the cranking period ends, the process of step 300 is executed for a period until the engine ECU 12 determines that the engine is fully activated (non-cranking period).

ステップ300では、エンジンECU12は、非クランキング期間中の機関回転数NEの上昇特性(及び/又はクランク角の変化特性)を監視し、燃料を噴射した気筒の点火直後の機関回転数NEの上昇率(及び/又はクランク角の変化率)に基づいて、噴射した燃料が正常に燃えたか否かを判定する。   In step 300, the engine ECU 12 monitors the increase characteristic (and / or the change characteristic of the crank angle) of the engine speed NE during the non-cranking period, and increases the engine speed NE immediately after ignition of the cylinder that injected the fuel. Based on the rate (and / or the change rate of the crank angle), it is determined whether or not the injected fuel has burned normally.

図7は、非クランキング期間中の機関回転数NEの上昇特性を示すグラフである。図5において実線にて示すように、各点火タイミング(図中矢印)で噴射燃料が正常に燃えている場合、その後の機関回転数NEが上昇し、且つ、次の点火までのクランク時間が短くなるのに対して、噴射した燃料が正常に燃えていない場合、図5において波線(波線は2番目の点火時期に燃焼しなかった例を示す。)にて示すように、燃料が正常に燃えない点火タイミングにて機関回転数NEが下降し、且つ、次の点火までのクランク時間が長くなる傾向となる。   FIG. 7 is a graph showing an increase characteristic of the engine speed NE during the non-cranking period. As indicated by the solid line in FIG. 5, when the injected fuel is normally burned at each ignition timing (arrow in the figure), the subsequent engine speed NE rises and the crank time until the next ignition is short. On the other hand, when the injected fuel does not burn normally, the fuel burns normally, as shown by the wavy line in FIG. 5 (the wavy line indicates an example in which combustion did not occur at the second ignition timing). There is a tendency that the engine speed NE decreases at a non-ignition timing and the crank time until the next ignition becomes long.

そこで、本ステップ300において、本実施例では、図5に示すような2つの上昇特性を切り分けるべく、例えば、点火直後の30°CA信号の出力間隔が点火直前の同信号の出力間隔より短い場合に、噴射した燃料が正常に燃えたとの判定がなされ、点火直後の30°CA信号の出力間隔が点火直前の同信号の出力間隔より長い場合に、噴射した燃料が正常に燃えていないとの判定がなされる。或いは、実質的に等価ではあるが、点火直後の機関回転数NEの上昇率の符号が正の場合に、噴射した燃料が正常に燃えたとの判定がなされ、点火直後の機関回転数NEの上昇率の符号が負の場合に、噴射した燃料が正常に燃えていないとの判定がなされてよい。   Therefore, in this embodiment, in this embodiment, in order to distinguish between the two rising characteristics as shown in FIG. 5, for example, when the output interval of the 30 ° CA signal immediately after ignition is shorter than the output interval of the same signal immediately before ignition. In addition, when it is determined that the injected fuel burned normally, and the output interval of the 30 ° CA signal immediately after ignition is longer than the output interval of the same signal immediately before ignition, the injected fuel is not burned normally. Judgment is made. Alternatively, although substantially equivalent, if the sign of the rate of increase of the engine speed NE immediately after ignition is positive, it is determined that the injected fuel has burned normally, and the engine speed NE increases immediately after ignition. When the sign of the rate is negative, it may be determined that the injected fuel is not burning properly.

尚、上述の如く内燃機関10のクランキングが開始され、360°CA信号が始めて検出された後は、全ての気筒の状態を把握することができ、従って、それ以降は、エンジンECU12は、どの気筒で噴射燃料が正常に燃えていないのかを判断できる。   In addition, after the cranking of the internal combustion engine 10 is started as described above and the 360 ° CA signal is detected for the first time, the state of all the cylinders can be grasped. It can be determined whether the injected fuel is not burning properly in the cylinder.

本ステップ300において、噴射した燃料が正常に燃えていないと判断した場合、ステップ600に進み、エンジンECU12は、燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の燃料噴射量を、残留燃料量に基づいて補正する。ここで、残留燃料量は、上記ステップ500と同様の態様で推定・算出されてよい。   If it is determined in step 300 that the injected fuel is not normally burned, the process proceeds to step 600, where the engine ECU 12 determines the next fuel injection amount for the cylinder that is not determined to have burned normally based on the residual fuel amount. To correct. Here, the residual fuel amount may be estimated and calculated in the same manner as in step 500 described above.

例えば、ステップ600では、エンジンECU12は、燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の燃料噴射量を、通常時の燃料噴射量(燃料が正常に燃えたと判定された場合に予定されていた同気筒に対する燃料噴射量)から、上述のようにして求めた残留燃料量を差し引くことで導出する。ここで、次回とは、今回燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の噴射タイミングのみならず、非クランキング期間中に内燃機関10が停止して(いわゆるエンストが発生し)、再びスタートスイッチ88からON信号が入力されるケースでは、その再始動時の初回の噴射タイミングをも含む。   For example, in step 600, the engine ECU 12 sets the next fuel injection amount for the cylinder that is not determined to have burned normally as the normal fuel injection amount (when the fuel has been burned normally) This is derived by subtracting the residual fuel amount obtained as described above from the fuel injection amount for the cylinder). Here, the next time refers not only to the next injection timing for a cylinder for which it is not determined that the fuel has burned normally this time, but also the internal combustion engine 10 stops during the non-cranking period (so-called engine stall occurs), and the start switch again In the case where the ON signal is input from 88, the initial injection timing at the time of restart is also included.

このように本実施例によれば、今回の膨張行程で燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対して、次回の膨張行程に対して噴射される燃料の量が、推定した残留燃料量分だけ少なくされるので、結果として、次回の膨張行程において気筒内に封入される燃料の量は正規値となる。従って、本実施例によれば、膨張行程で燃料が正常に燃えない場合でも、残留燃料(及びその累積)に起因して燃料のオーバーリッチ化が生ずることがなく、優れた始動性を確保しつつ、エミッション悪化を防止することができる。   As described above, according to this embodiment, the amount of fuel injected for the next expansion stroke is equal to the estimated residual fuel amount with respect to the cylinder that is not determined to have burned normally in the current expansion stroke. As a result, the amount of fuel sealed in the cylinder in the next expansion stroke becomes a normal value. Therefore, according to the present embodiment, even when the fuel does not burn normally in the expansion stroke, the fuel is not over-rich due to the residual fuel (and its accumulation), and excellent startability is ensured. However, it is possible to prevent the emission from deteriorating.

尚、上記ステップ300において、今回の膨張行程で燃料が正常に燃えたと判定された気筒に対しては、次回の膨張行程に対して噴射される燃料の量が、残留燃料量に基づく補正がなされることなく決定される。   In step 300, for the cylinder determined to have burned normally in the current expansion stroke, the amount of fuel injected for the next expansion stroke is corrected based on the residual fuel amount. It is decided without.

次に、上述の実施例のステップ200の処理に適用されてよい好ましい変形・改良例について説明する。   Next, a preferred modification / improvement example that may be applied to the process of step 200 of the above-described embodiment will be described.

本変形例では、図4に示すステップ200において、所定閾値Thは、エンジン水温、及び/又は、スターター80の電力源となるバッテリ90の電圧に応じて補正される。   In this modification, in step 200 shown in FIG. 4, the predetermined threshold value Th is corrected according to the engine water temperature and / or the voltage of the battery 90 serving as the power source of the starter 80.

図8は、スターター80によるクランキングのみの機関回転数NEの上昇特性(非燃焼時上昇特性)を示す。尚、この非燃焼時上昇特性は図5の破線で示す特性に対応する。   FIG. 8 shows an increase characteristic (non-combustion increase characteristic) of the engine speed NE with only cranking by the starter 80. This non-combustion rise characteristic corresponds to the characteristic indicated by the broken line in FIG.

図8(A)に示すように、非燃焼時上昇特性はエンジン水温に応じて変化する。即ち、エンジン水温が低い場合、その分だけ潤滑油の粘性が高いためにフリクションが大きくなり、機関回転数NEの上昇率が低くなる。従って、エンジンECU12は、上述の如く機関回転数NEの上昇率に対して適用される所定閾値Thを、水温センサ36の出力信号(冷却水温THW)に基づいて変化させる。具体的には、所定閾値Thは、エンジン水温が高いほど大きくなる方向に変化される。これにより、環境条件の相違に応じて生ずる非燃焼時上昇特性の変化を補償して、上記ステップ200やステップ300における判定(噴射した燃料が正常に燃えたか否かの判定)を高い精度で実現することができる。尚、噴射した燃料が正常に燃えたか否かの判定は、イオン電流センサ等を補助的に又は代替的に用いて実現されてもよい。   As shown in FIG. 8A, the non-combustion rise characteristic changes according to the engine water temperature. That is, when the engine water temperature is low, the viscosity of the lubricating oil is so high that the friction is increased and the rate of increase in the engine speed NE is reduced. Therefore, the engine ECU 12 changes the predetermined threshold Th applied to the rate of increase of the engine speed NE as described above based on the output signal (cooling water temperature THW) of the water temperature sensor 36. Specifically, the predetermined threshold value Th is changed so as to increase as the engine water temperature increases. This compensates for the change in the non-combustion rise characteristic that occurs according to the difference in environmental conditions, and realizes the determination in step 200 and step 300 (determination of whether the injected fuel burned normally) with high accuracy. can do. It should be noted that the determination of whether or not the injected fuel has burned normally may be realized using an ion current sensor or the like as an auxiliary or alternative.

同様に、図8(B)に示すように、非燃焼時上昇特性は、スターター80の電力源となるバッテリ90の電圧に応じて変化する。即ち、バッテリ90の電圧が低い場合、その分だけスターター80による駆動力が低くなり、機関回転数NEの上昇率が低くなる。従って、エンジンECU12は、上述の如く機関回転数NEの上昇率に対して適用される所定閾値Thを、バッテリ90の電圧に基づいて変化させる。具体的には、所定閾値Thは、バッテリ90の電圧が高いほど大きくなる方向に変化される。これにより、バッテリ90の状態の相違に応じて生ずる非燃焼時上昇特性の変化を補償して、上記ステップ200やステップ300における判定(噴射した燃料が正常に燃えたか否かの判定)を高い精度で実現することができる。   Similarly, as shown in FIG. 8B, the non-combustion rise characteristic changes according to the voltage of the battery 90 serving as the power source of the starter 80. That is, when the voltage of the battery 90 is low, the driving force by the starter 80 is lowered by that amount, and the rate of increase of the engine speed NE is lowered. Therefore, the engine ECU 12 changes the predetermined threshold Th applied to the rate of increase of the engine speed NE as described above based on the voltage of the battery 90. Specifically, the predetermined threshold value Th is changed so as to increase as the voltage of the battery 90 increases. This compensates for the change in the non-combustion rise characteristic that occurs according to the difference in the state of the battery 90, and makes the determination in step 200 and step 300 (determination of whether the injected fuel burned normally) with high accuracy. Can be realized.

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.

例えば、上述した実施例では、6気筒の内燃機関10を例に説明しているが、当然に他の形式(例えば4気筒の内燃機関)に対しても適用可能である。   For example, in the above-described embodiment, the six-cylinder internal combustion engine 10 has been described as an example, but it is naturally applicable to other types (for example, a four-cylinder internal combustion engine).

また、上述した実施例では、エンジンで一般的に用いられる30°CA信号を用いて点火前後のクランク時間の変化を算出しているが、10°CA信号やその類の信号を用いることも可能である。   In the above-described embodiment, the change in the crank time before and after ignition is calculated using a 30 ° CA signal generally used in an engine. However, a 10 ° CA signal or a similar signal can also be used. It is.

また、上述では、説明の都合上、前提として、エンジンECU12によりエンジン完全作動開始と判定されるまでの区間内で、スターターリレー84への信号出力が停止されるものとしているが、本発明は、特にかかる前提を必須とするものでなく、スタートスイッチ88からONにされてから、エンジンECU12によりエンジン完全作動開始と判定されるまで、スターター80によるクランキング期間が継続される構成(いわゆるクランキングホールド制御される構成)であっても適用可能である。かかる構成では、エンジン完全作動開始と判定されるまで上記のステップ200(ステップ500)の処理が実行すればよい。また、エンジン完全作動開始と判定された後に、上記のステップ300(及びステップ600)の処理が実行されてもよい。   In the above description, for convenience of explanation, it is assumed that the signal output to the starter relay 84 is stopped within the interval until the engine ECU 12 determines that the engine is fully activated. Such a premise is not essential, and the cranking period by the starter 80 is continued after the start switch 88 is turned on until the engine ECU 12 determines that the engine is fully operational (so-called cranking hold). Even if it is a structure controlled), it is applicable. In such a configuration, the process of step 200 (step 500) may be executed until it is determined that the engine is fully operational. Further, after it is determined that the engine complete operation has started, the processing in step 300 (and step 600) may be executed.

本発明の燃料噴射制御装置が適用される内燃機関10の一実施例のシステム構成図である。1 is a system configuration diagram of an embodiment of an internal combustion engine 10 to which a fuel injection control device of the present invention is applied. クランク角センサプレート24の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a crank angle sensor plate 24. 図3(A)および図3(B)は、それぞれ、カムポジションセンサ60の出力信号の変化、および、クランク角センサ34の出力信号の変化を示す図である。FIGS. 3A and 3B are diagrams showing changes in the output signal of the cam position sensor 60 and changes in the output signal of the crank angle sensor 34, respectively. 本実施例のエンジンECU12により実現されるエンジン始動時における主要処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the main processing at the time of engine starting implement | achieved by engine ECU12 of a present Example. 噴射した燃料が正常に燃えた場合(実線)、燃えない場合(破線)における、クランキング期間中の機関回転数NEの上昇特性を示すグラフである。It is a graph which shows the increase characteristic of the engine speed NE during a cranking period when the injected fuel burns normally (solid line) and does not burn (broken line). 機関回転数NEに対する残留燃料量の特性を定めるマップの一例である。It is an example of the map which defines the characteristic of the amount of residual fuel with respect to engine speed NE. 噴射した燃料が正常に燃えた場合(実線)、燃えない場合(破線)における、非クランキング期間中の機関回転数NEの上昇特性を示すグラフである。It is a graph which shows the rise characteristic of the engine speed NE during the non-cranking period when the injected fuel burns normally (solid line) and does not burn (broken line). エンジン水温及びバッテリ電圧に応じて変化する機関回転数NEの非燃焼時上昇特性を示すグラフである。It is a graph which shows the increase characteristic at the time of non-combustion of the engine speed NE which changes according to engine water temperature and battery voltage.

符号の説明Explanation of symbols

10 内燃機関
12 電子制御ユニット(ECU)
22 クランクシャフト
34 クランク角センサ
54,56 カムシャフト
60 カムポジションセンサ
10 Internal combustion engine 12 Electronic control unit (ECU)
22 Crankshaft 34 Crank angle sensor 54, 56 Camshaft 60 Cam position sensor

Claims (12)

噴射した燃料が正常に燃えたか否かを判定する燃焼有無判定手段と、
燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対して、該気筒に噴射した燃料噴射量のうち当該気筒内に燃えずに残留する残留燃料量を推定する残留燃料量推定手段と、
燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の燃料噴射量を、前記残留燃料量推定手段により推定された残留燃料量に基づいて補正する燃料噴射量補正手段と、を備えることを特徴とする燃料噴射量制御装置。
Combustion presence / absence determining means for determining whether or not the injected fuel burned normally;
A residual fuel amount estimating means for estimating a residual fuel amount remaining in the cylinder without burning, out of the fuel injection amount injected into the cylinder, with respect to a cylinder in which fuel is not normally determined by the combustion presence / absence determining means;
Fuel injection amount correction means for correcting the next fuel injection amount for the cylinder that is not determined to be normally burned by the combustion presence / absence determination means based on the residual fuel amount estimated by the residual fuel amount estimation means. A fuel injection amount control device.
内燃機関始動時に、噴射した燃料量を記憶すると共に、燃料を噴射した気筒の点火直後の機関回転数NEの上昇率及び/又は所定クランク時間を測定する手段を更に備え、
前記燃焼有無判定手段は、前記上昇率及び/又は所定クランク時間に基づいて、噴射した燃料が正常に燃えたか否かを判定する、請求項1に記載の燃料噴射量制御装置。
Means for memorizing the amount of fuel injected when starting the internal combustion engine, and measuring the rate of increase of the engine speed NE immediately after ignition of the cylinder that injected the fuel and / or a predetermined crank time;
2. The fuel injection amount control device according to claim 1, wherein the combustion presence / absence determining means determines whether or not the injected fuel is normally burned based on the rate of increase and / or a predetermined crank time.
前記残留燃料量推定手段は、排気行程で気筒内から吹き抜ける燃料量を推定する吹き抜け燃料量推定手段を備え、該吹き抜け燃料量と燃料噴射量とから前記残留燃料量を推定する、請求項1又は2に記載の燃料噴射量制御装置。   The residual fuel amount estimation means includes blow-by fuel amount estimation means for estimating the amount of fuel blown out from the cylinder in an exhaust stroke, and estimates the residual fuel amount from the blow-through fuel amount and the fuel injection amount. 3. The fuel injection amount control device according to 2. 前記吹き抜け燃料量推定手段は、機関回転数NEに応じて変化する吹き抜け燃料量を推定する、請求項1又は2に記載の燃料噴射量制御装置。   The fuel injection amount control device according to claim 1 or 2, wherein the blow-by fuel amount estimation means estimates a blow-by fuel amount that changes according to the engine speed NE. 前記吹き抜け燃料量推定手段は、少なくとも機関回転数NEをパラメータとして、予め定められたマップに基づいて、前記吹き抜け燃料量を推定する、請求項4に記載の燃料噴射量制御装置。   5. The fuel injection amount control device according to claim 4, wherein the blow-by fuel amount estimation means estimates the blow-by fuel amount based on a predetermined map using at least the engine speed NE as a parameter. 前記燃焼有無判定手段は、スターターによるクランキング時には、予め設定したクランキングによる機関回転数NEの所定閾値と比較して、測定された機関回転数NEの上昇率が所定基準以上高い場合に、燃料が正常に燃えたと判定する、請求項1又は2に記載の燃料噴射量制御装置。   When the cranking by the starter is performed, the combustion presence / absence determining means determines that the fuel consumption is higher when the measured increase rate of the engine speed NE is higher than a predetermined reference compared to a predetermined threshold value of the engine speed NE by cranking set in advance. The fuel injection amount control device according to claim 1, wherein it is determined that the fuel has burned normally. 前記燃焼有無判定手段は、スターターによるクランキング後には、点火直前の所定クランク時間と点火直後の同クランク時間とを比較して、点火直後の同クランク時間の方が短い場合、燃料が正常に燃えたと判定する、請求項1又は2に記載の燃料噴射量制御装置。   After the cranking by the starter, the combustion presence / absence determining means compares a predetermined crank time immediately before ignition with the crank time immediately after ignition, and if the crank time immediately after ignition is shorter, the fuel burns normally. The fuel injection amount control device according to claim 1, wherein the fuel injection amount control device determines that the fuel injection has occurred. 前記所定閾値は、スターターによるクランキングのみの機関回転数NEの上昇率に対応する、請求項6に記載の燃料噴射量制御装置。   The fuel injection amount control device according to claim 6, wherein the predetermined threshold value corresponds to an increase rate of the engine speed NE that is only cranked by a starter. 前記所定閾値は、エンジン水温、及び/又は、スターターの電力源となるバッテリの状態に応じて補正される、請求項6に記載の燃料噴射量制御装置。   The fuel injection amount control device according to claim 6, wherein the predetermined threshold value is corrected according to an engine water temperature and / or a state of a battery serving as a power source of the starter. 請求項1〜9の何れか1項に記載の燃料噴射量制御装置としてコンピューターを機能させるためのコンピューター読み取り可能なプログラム。   A computer-readable program for causing a computer to function as the fuel injection amount control device according to any one of claims 1 to 9. 請求項10に記載のプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体。   The computer-readable recording medium which recorded the program of Claim 10. 噴射した燃料が正常に燃えたか否かを判定するステップと、
燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対して、該気筒に噴射した燃料噴射量のうち当該気筒内に燃えずに残留する残留燃料量を推定するステップと、
燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の燃料噴射量を、前記残留燃料量推定手段により推定された残留燃料量に基づいて補正するステップと、を備えることを特徴とする燃料噴射量制御方法。
Determining whether the injected fuel burned normally;
Estimating a residual fuel amount remaining in the cylinder without burning among the fuel injection amount injected into the cylinder for a cylinder that is not determined to be normally burned by the combustion presence / absence determining means;
Correcting the next fuel injection amount for the cylinder, which is not determined to be normally burned by the combustion presence / absence determining means, based on the residual fuel amount estimated by the residual fuel amount estimating means. Fuel injection amount control method.
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